[發(fā)明專利]內(nèi)嵌電子陀螺儀的便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀及測(cè)試方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410068154.4
• 申請(qǐng)日: 2014-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103792096A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣宇晨;徐弢;高文翔;黃海;王佳瑋;閔睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海西派埃自動(dòng)化儀表工程有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M17/007
• 分類(lèi)號(hào): G01M17/007
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種交通事故勘查和車(chē)輛制動(dòng)性能測(cè)試的儀器及測(cè)試方法。

背景技術(shù)

國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展大力推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)汽車(chē)作為一種交通運(yùn)輸工具，其制動(dòng)性能的優(yōu)劣是影響行車(chē)安全的重要因素之一。GB7258-2012《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》對(duì)測(cè)試制動(dòng)性能參數(shù)，充分發(fā)出的減速度(MFDD)，制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，制動(dòng)初速度，制動(dòng)距離，踏板力，車(chē)速表等提出了新的要求，為此需提高對(duì)上述參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度，以滿足新國(guó)標(biāo)的要求。機(jī)動(dòng)車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中由于有懸掛系統(tǒng)使得機(jī)動(dòng)車(chē)在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生前傾，頭部向下尾部向上，使制動(dòng)時(shí)加速度傳感器上迭加有重力加速度度的分量，不能正確反映其制動(dòng)減速度，稱其為“點(diǎn)頭”效應(yīng)。原有的便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀一般采用經(jīng)驗(yàn)修正方法，依據(jù)不同車(chē)型及制動(dòng)強(qiáng)度等經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)制動(dòng)“點(diǎn)頭”作用進(jìn)行修正。此方法雖然能提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，但不能完全修正“點(diǎn)頭”作用的影響。因此，需要采用一種內(nèi)嵌電子陀螺儀的便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀通過(guò)電子陀螺儀測(cè)量其“點(diǎn)頭”作用角，對(duì)制動(dòng)減速度數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而得到更為準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要提供一種能精確測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)充分發(fā)出的減速度(MFDD)，制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，制動(dòng)初速度，制動(dòng)距離，踏板力的內(nèi)嵌電子陀螺儀的便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀及測(cè)試方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種內(nèi)嵌電子陀螺儀的便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀，包括電子陀螺儀、三軸加速度傳感器、ARM處理器、GPS衛(wèi)星定位傳感器、踏板力傳感器、MicroSD大容量存貯器，其特征在于：所述的電子陀螺儀、三軸加速度傳感器、踏板力傳感器、GPS衛(wèi)星定位傳感器分別與ARM處理器相連，并通過(guò)ARM處理器內(nèi)的高速多路A/D轉(zhuǎn)換器，用于采集機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)過(guò)程的姿態(tài)、制動(dòng)減速度、制動(dòng)踏板力的高速數(shù)據(jù)和對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)速測(cè)量數(shù)據(jù)；ARM處理器連接大容量存貯器，用于存貯將每個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集的三軸加速度數(shù)據(jù)，計(jì)算出車(chē)輛當(dāng)前的制動(dòng)加速度，通過(guò)電子陀螺儀的數(shù)據(jù)，還原車(chē)輛在水平狀態(tài)下的減速度，從而獲得準(zhǔn)確的充分發(fā)出的平均減速度、制動(dòng)初速度、制動(dòng)距離、協(xié)調(diào)時(shí)間。

加速度傳感器內(nèi)置溫度傳感器，用于測(cè)量加速度傳感器的溫度，并修正溫度變化時(shí)加速度傳感器的測(cè)量值。ARM處理器通過(guò)紅外通訊系統(tǒng)連接便攜式紅外無(wú)線打印機(jī)，用于事故現(xiàn)場(chǎng)打印測(cè)試結(jié)果。ARM處理器通過(guò)Zigbee無(wú)線通訊系統(tǒng)或全功能USB2.0接口連接計(jì)算機(jī)，用于將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。

一種采用內(nèi)嵌電子陀螺儀的便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)進(jìn)行測(cè)試的方法，具體步驟是：?

1）測(cè)試計(jì)算真實(shí)的制動(dòng)減速度

（1）由三軸加速度傳感器測(cè)得的制動(dòng)減速度由下式得到：

a²=x²+y²+z²????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(1)

式(1)中a為三軸加速度傳感器測(cè)得的制動(dòng)減速度，x為X軸測(cè)量的制動(dòng)減速度，y為Y軸測(cè)量的制動(dòng)減速度，z為Z軸測(cè)量的制動(dòng)減速度；（2）用電子陀螺儀測(cè)量制動(dòng)減速度與真實(shí)的減速度之間的一個(gè)“點(diǎn)頭”角，采用等時(shí)間間隔的采樣方法測(cè)得某時(shí)刻的“點(diǎn)頭”角θ,其定義為三軸傳感器X、Y軸平面與機(jī)動(dòng)車(chē)前進(jìn)水平方向的夾角，此時(shí)其真實(shí)的制動(dòng)減速度由下式得到：

a₁=k*(a-g*sin(θ))/cos(θ)????????????????????(2)

式中，g為重力加速度，a₁為真實(shí)的機(jī)動(dòng)車(chē)前進(jìn)水平方向的制動(dòng)減速度，a為式(1)中得到的制動(dòng)減速度，θ為當(dāng)前時(shí)刻的“點(diǎn)頭”角，k為車(chē)型系數(shù)，依據(jù)不同的車(chē)型其值在0.9~1.0之間，通過(guò)式(2)獲得制動(dòng)過(guò)程的真實(shí)的制動(dòng)減速度數(shù)組；

2）通過(guò)制動(dòng)減速度對(duì)時(shí)間的積分計(jì)算出機(jī)動(dòng)車(chē)的速度、距離過(guò)程數(shù)據(jù)，再依據(jù)GB7258-2012標(biāo)準(zhǔn)中的MFDD計(jì)算公式計(jì)算出MFDD、協(xié)調(diào)時(shí)間。

在制動(dòng)模式下，ARM處理器接收到制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)信號(hào)或檢測(cè)到制動(dòng)踏板力超過(guò)設(shè)定值后，開(kāi)始對(duì)三軸加速度及電子陀螺儀信號(hào)以及踏板力進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并存入MicroSD大容量存貯器，計(jì)算出充分發(fā)出的平均減速度、制動(dòng)初速度、制動(dòng)距離、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，最大踏板力參數(shù)，并將測(cè)試結(jié)果進(jìn)行存貯。